Управление ресурсами в жизненном цикле программных средств

Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО ПГТУ

Каменский технологический институт - филиал ПГТУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине: «Программная инженерия»

На тему: «Управление ресурсами в жизненном цикле программных средств»

 

 

 

 

Выполнила: студентка

группы 11ИЭ2бКа

Ромашова К.Ю.

Принял: преподаватель            

Борисова С.Н.

 

 

Каменка, 2014 г.

 

Общее понятие — доступные ресурсы обеспечения жизненного цикла ПС — включает реальные финансовые, временные, кадровые и аппаратурные ограничения затрат, в условиях которых происходит создание и совершенствование комплексов программ. В зависимости от характеристик объекта разработки на ее выполнение выделяются ресурсы различных видов и размеров. Эти факторы проявляются как дополнительные характеристики процессов ЖЦ и программных продуктов, а также их рентабельности, которые следует учитывать и оптимизировать. В результате доступные ресурсы становятся косвенными критериями или факторами, влияющими на выбор методов разработки, на достигаемые качество и эффективность применения программных продуктов. Многие проекты систем терпели и терпят неудачу из-за отсутствия у разработчиков и заказчиков при подготовке контракта четкого представления о реальных финансовых, трудовых, временных и иных ресурсах, необходимых для их реализации. Поэтому одной из основных задач при проектировании ПС является экономический анализ и определение необходимых ресурсов для создания и обеспечения всего ЖЦПС в соответствии с требованиями контракта и технического задания.

Наиболее общим видом ресурсов, используемых в жизненном цикле ПС, являются допустимые финансово-экономические затраты или эк-

Бивалентные им величины трудоемкости соответствующих работ (см. лекцию 5). При разработке, тестировании и анализе качества этот показатель может применяться или как вид ресурсных ограничений, или как оптимизируемый критерий, определяющий целесообразную функциональную пригодность ПС. При этом необходимо также учитывать затраты на разработку, закупку и эксплуатацию системы качества, на технологию и комплекс автоматизации проектирования программ и баз данных, которые могут составлять существенную часть совокупной стоимости и трудоемкости разработки и всего ЖЦ ПС.

Затраты в жизненном цикле ПС определяются не только этапами разработки, но и этапами эксплуатации и сопровождения. Затраты на этих этапах могут значительно превышать затраты при разработке и характеризуются своими особыми закономерностями. Однако эффективность процесса разработки ПС невозможно определять без учета эффективности последующей эксплуатации, а для долго модифицируемых программ — без оценки эффективности их сопровождения. Ряд факторов влияет на затраты при разработке сложных ПС не только непосредственно, но и через возможное изменение затрат в дальнейшем при сопровождении или эксплуатации. Каждый из этапов: разработка, сопровождение и эксплуатация — может быть достаточно длительным. В пределах этапов различные группы затрат могут быть неодновременными и разделяться интервалами времени, исчисляемыми годами. Однако разновременность затрат трудно учитывать в общем виде и при существующих методиках имеется некоторая условность при оценке влияния времени на совокупные затраты проекта.

Разработка сложного ПС требует во много раз больших затрат, чем производство каждого экземпляра при массовом тиражировании. Поэтому далее производство базового образца программ не выделяется в самостоятельный этап, а рассматривается совместно с процессом разработки ПС. Производство серийных образцов программного продукта включается в этап эксплуатации. Экономическая эффективность разработки и распределение ресурсов на ее выполнение могут значительно изменяться в зависимости от того, является ПС уникальным или будет изготовлен в сотнях экземпляров. Это обстоятельство привело к целесообразности оценки затрат на разработку ПС не только в абсолютных значениях для опытного или базового образца, но и в относительных величинах доли затрат на программы в каждом экземпляре реализующей (целевой) ЭВМ при серийном производстве систем.

При выделении составляющих затрат на разработку программ целесообразно учитывать их относительный вес в суммарных затратах и возможность локализации групп специалистов, влияющих на величину этих затрат. Разработка программ является областью с малой материало- и энергоемкостью, и основные затраты связаны с непосредственным или овеществленным трудом специалистов различных категорий. Поэтому для измерения затрат наиболее универсальной единицей стала трудоемкость в человеко-месяцах или человеко-годах. При этом учитываются все категории специалистов, участвующих непосредственно или косвенно в создании данного ПС.

Время или допустимая длительность разработки определенных компонентов и версий ПС является невосполнимым ограниченным ресурсом реальных проектов. Этот ресурс все больше определяет достижимое

качество сложных комплексов программ в процессе их разработки и сопровождения. Высокие требования заказчиков к сжатым срокам реализации проектов, естественно, ограничивают разработчиков и испытателей в продолжительности и объеме возможного системного анализа и проектирования, разработки и, особенно, тестирования программ. Увеличение числа привлекаемых для этого специалистов, при опытной эксплуатации или бета-тестировании, только в некоторых пределах позволяет ускорять разработку и увеличивать совокупное число тестов при проверках для повышения качества программ.

Доступные разработчикам ПС вычислительные ресурсы объектных и технологических ЭВМ являются одним из важнейших факторов, определяющим достижимое качество сложных ПС. В процессе проектирования целесообразно выделять определенные ресурсы ЭВМ на оперативное обеспечение качества, повышение защищенности, безопасности и надежности функционирования. Допустимая величина и рациональное распределение ресурсов ЭВМ на отдельные методы улучшения определенных конструктивных характеристик качества ПС оказывают существенное влияние на достигаемые ими значения.

Обобщенными ресурсами ЖЦ проекта ПС являются доступные стоимость или совокупные трудовые, временные и материальные затраты, необходимые для приобретения, создания, модификации и эксплуатации компонентов и всего комплекса программ. Эти характеристики непосредственно влияют практически на все показатели качества и определяют рентабельность покупки или создания заново конкретного программного продукта. Это означает, что качество является относительным понятием, которое зависит от ресурсов и субъектов, осуществляющих его оценку с позиции эффективности использования, а также от состояния рынка соответствующей продукции, ее производителей и технологий. Ориентация на потребителей подразумевает анализ их нужд и определение возможностей рынка удовлетворить эти потребности. При этом следует учитывать рыночную конкуренцию двух видов: между поставщиками готовых к применению программных средств с фиксированным качеством и между разработчиками, способными обеспечить жизненный цикл ПС или его существенную часть, с характеристиками качества, требующимися конкретному заказчику. В последнем случае на требуемое качество могут

оказывать влияние не только заказчик и непосредственные пользователи, но и различные посредники, организационные и торговые структуры, а также исполнители проекта.

В начале проектирования ПС всегда возникает задача оценивания ресурсов, которые необходимы и доступны для создания и обеспечения всего ЖЦ ПС, а также возможной экономической эффективности последующего применения комплекса программ по назначению при условии реализации требуемых характеристик качества. Экономическая эффективность и затраты имеют самостоятельное значение и методологию при анализе ЖЦ ПС. При планировании проектов программных средств часто инициатором разработки является разработчик-поставщик, который самостоятельно принимает все решения о проектировании за счет собственных ресурсов и предполагает возместить затраты при реализации программного продукта на рынке. В других случаях имеется определенный заказчик-потребитель, который способен задать основные цели, характеристики качества и обеспечить ресурсы для реализации проекта. Таким образом, при экономическом анализе ресурсов проектов ПС возможны два сценария :

создание и весь жизненный цикл комплекса программ и/или базы данных ориентируется разработчиком на массовое тиражирование и распространение на рынке, для заранее неизвестных покупателей-пользователей в различных сферах применения, при этом отсутствует приоритетный внешний потребитель-заказчик, который определяет и диктует основные требования, а также финансирует проект;

разработка проекта ПС и/или БД предполагается поставщиком-разработчиком для конкретного потребителя-заказчика, задающего требования, который его финансирует, с определенным, необходимым ему тиражом и известной, ограниченной областью применения результатов разработки.

Разработка ПС характеризуется высокой долей творческого труда, особенно на начальных и завершающих этапах. Поэтому трудоемкость и длительность отдельных операций, частных работ и качество результатов при проектировании существенно зависят от индивидуальных особенностей относительно небольшого числа руководителей и исполнителей, а также от характеристик конкретного проекта. Отсюда принципиальной особенностью создания сложных комплексов программ является необхо

димость активного участия руководителей и заказчиков проекта в системном анализе, итерационном экономическом оценивании затрат ресурсов и уточнении планов на базе прототипов завершенных разработок ПС и их личного опыта.

На рис. 9.1 отражены затраты на технологию, инструментальные средства автоматизации разработки и ЖЦ ПС, а также затраты на аппаратуру вычислительных систем, необходимую при обеспечении жизненного цикла комплексов программ. Эти затраты только обозначены в данной лекции, а их описания и оценки отнесены к лекции 16.

 

9.2. Ресурсы  специалистов для обеспечения  жизненного цикла сложных программных  средств

Важнейшим ресурсом при создании программных средств являются люди — специалисты, с их уровнем профессиональной квалификации, а также с многообразием знаний, опыта, стимулов и потребностей. Быстрый рост сложности и повышение ответственности за качество комплексов программ привели к появлению новых требований к специалистам программной инженерии, обеспечивающим все этапы жизненного цикла ПС. Эти требования отражены, в частности, в восьми современных принципах управления качеством продукции и технологии (см. лекцию 1). Теперь недостаточно навыков процедурного программирования небольших компонентов, а необходимы глубокие знания системотехники, технологии проектирования, методов обеспечения и контроля качества сложных комплексов программ в определенной области применения. Эти специалисты должны владеть новой интеллектуальной профессией, обеспечивающей высокое качество ЖЦ программных средств, а также контроль, испытания и удостоверение реального достигнутого качества на каждом этапе разработки и совершенствования программ. Крупномасштабное проектирование ПС различных классов, разделение труда специалистов по квалификации при разработке программ и данных, организация коллективов и экономика таких разработок стали важнейшей частью выбора, обучения и подготовки специалистов для обеспечения всего ЖЦ ПС.

При проектировании и создании высококачественных комплексов программ, прежде всего, необходимы организация и тесное взаимодействие

представителей заказчика и разработчиков проекта. Взгляды и требования заказчика в основном отражаются в функциональных и потребительских характеристиках ПС. Устремления разработчиков направлены на способы их реализации с требуемым качеством. Эти различия исходных точек зрения на проект приводят к тому, что некоторые неформализованные представления тех и других имеют зоны неоднозначности и взаимного непонимания, что может приводить к конфликтам. Организация четкого взаимодействия и сокращение этих зон требует проведения определенных мероприятий и контактов по обмену знаниями, взаимному повышению квалификации и обучению.

 

Представители заказчика, участвующие в проектировании, должны обучаться формализации автоматизируемых технологических процессов, для которых предназначены соответствующие ПС, и иметь представление об эффективных путях их реализации. С другой стороны, разработчики должны иметь в своем составе квалифицированных менеджеров, проблемно-ориентированных системных архитекторов (рис. 9.2), способных переводить функциональные требования заказчика в конкретные спецификации и технические требования к комплексу программ и его компонентам. Специалисты по проектированию сложных ПС (системные архитекторы) должны иметь, прежде всего, хорошую подготовку по системному анализу алгоритмов и пакетов прикладных программ, по методам оценки эффективности проектов, организации и планированию крупномасштабных разработок программ и баз данных. Им необходима высокая квалификация по архитектурному построению, комплексной отладке и испытаниям ПС определенных классов, умение организовать коллектив для решения общей целевой задачи системы. Это позволит на ранних этапах исключать или сокращать дефекты, обусловленные различием представления ими целей и задач проектов, а также их показателей качества.

Крупномасштабные ПС являются одними из наиболее сложных объектов, создаваемых человеком, и в процессе их разработки — творчество как поиск новых методов, альтернативных решений и способов осуществления заданных требований, а также формирование и декомпозиция этих требований составляют значительную часть всех трудозатрат. Индустриализация разработки ПС позволяет автоматизировать нетворческие, технические и рутинные операции и этапы, а также облегчает творческий процесс за счет селекции, обработки и подготовки информации, необходимой для принятия творческих решений. Следствием этого является значительное сокращение доли затрат на творческий труд в непосредственных затратах на разработку комплексов программ.

Однако в программной инженерии неуклонно повышается сложность создаваемых ПС, что вызывает возрастание затрат творческого труда на единицу размера программ. В перспективе, несмотря на автоматизацию и повышение инструментальной оснащенности технологии разработки программ, доля творческого труда при создании полностью новых крупномасштабных ПС возрастает. Даже при сокращении суммарных

затрат на разработку программных компонентов за счет автоматизации нетворческого труда все более определяющей для технико-экономических показателей (ТЭП) создания ПС становится доля затрат на творческий труд и возрастают требования к творческим способностям специалистов.

Необходимость всегда выполнять значительную долю творческих работ, которые даже для высококвалифицированных коллективов требуют определенных затрат, приводит к пониманию наличия потенциальных предельных значений ТЭП для новых разработок По мере повышения квалификации коллектива и автоматизации творческой части труда следует ожидать асимптотического приближения к предельным значениям ТЭП. Эти предельные значения определяются интеллектуальными возможностями человека по интенсивности принятия творческих решений. Они позволили выявить предельные значения производительности труда и длительности разработки сложных комплексов программ (см. лекцию 5). Реальным путем их оценки является изучение и экстраполяция прецедентов и экспериментальных данных реальных разработок ПС с наилучшими ТЭП, с учетом возрастания квалификации специалистов и уровня автоматизации разработок. Эти факторы способствуют эволюционному, относительно медленному приближению к предельным значениям ТЭП для новых ПС. Вряд ли можно ожидать в ближайшие годы повышения производительности труда на порядок при создании полностью новых, сложных программных продуктов. Еще более консервативна длительность таких разработок.